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ES2397374T3 - Cold box casting binder systems that have improved demoulding - Google Patents

Cold box casting binder systems that have improved demoulding Download PDF

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Publication number
ES2397374T3
ES2397374T3 ES03718162T ES03718162T ES2397374T3 ES 2397374 T3 ES2397374 T3 ES 2397374T3 ES 03718162 T ES03718162 T ES 03718162T ES 03718162 T ES03718162 T ES 03718162T ES 2397374 T3 ES2397374 T3 ES 2397374T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
epoxy resin
binder
casting
binder system
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03718162T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Wayne D. Woodson
H. Randall Shriver
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASK Chemicals LLC
Ineos Composites IP LLC
Original Assignee
Ashland Licensing and Intellectual Property LLC
ASK Chemicals LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Ashland Licensing and Intellectual Property LLC, ASK Chemicals LLC filed Critical Ashland Licensing and Intellectual Property LLC
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Publication of ES2397374T3 publication Critical patent/ES2397374T3/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
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    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
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    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
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Abstract

Un sistema aglutinante de fundición, que se curará en presencia de dióxido de azufre y un iniciador de radicaleslibres, que comprende: (a) de 20 a 70 partes en peso de una resina epoxídica cicloalifática o una resina epoxídica alifática-cicloalifáticamixta; (b) de 10 a 50 partes en peso de un monómero de acrilato monomérico; y (c) una cantidad eficaz de peróxido, donde (a), (b) y (c) son componentes separados o están mezclados con otros de dichos componentes, con tal deque (b) no esté mezclado con (c), y donde dichas partes en peso se basan en 100 partes de aglutinante.A foundry binder system, which will be cured in the presence of sulfur dioxide and a radical free radical initiator, comprising: (a) from 20 to 70 parts by weight of a cycloaliphatic epoxy resin or a mixed aliphatic-cycloaliphatic epoxy resin; (b) from 10 to 50 parts by weight of a monomeric acrylate monomer; and (c) an effective amount of peroxide, where (a), (b) and (c) are separate components or are mixed with others of said components, so that (b) is not mixed with (c), and where said parts by weight are based on 100 parts of binder.

Description

Sistemas aglutinantes de fundición de caja fría que tienen un desmoldeo mejorado Cold box casting binder systems that have improved demoulding

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

No Aplicable. Not applicable.

5 DECLARACIÓN REFERENTE A INVESTIGACIÓN O DESARROLLO PATROCINADOS FEDERALMENTE 5 STATEMENT CONCERNING FEDERALLY SPONSORED RESEARCH OR DEVELOPMENT

No Aplicable. Not applicable.

REFERENCIA A UN APÉNDICE DE MICROFICHAS REFERENCE TO AN APPENDIX OF MICROFICHAS

No Aplicable. Not applicable.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

10 (1) Campo de la Invención 10 (1) Field of the Invention

Esta invención se refiere a sistemas aglutinantes de fundición, que se curarán en presencia de dióxido de azufre y un iniciador de radicales libres, que comprenden (a) una resina epoxídica alifática; (b) un acrilato multifuncional; y (c) una cantidad eficaz de un iniciador de radicales libres. Los sistemas aglutinantes de fundición se usan para elaborar mezclas de fundición. Las mezclas de fundición se usan para elaborar matrices de fundición (tales como machos y This invention relates to foundry binder systems, which will be cured in the presence of sulfur dioxide and a free radical initiator, comprising (a) an aliphatic epoxy resin; (b) a multifunctional acrylate; and (c) an effective amount of a free radical initiator. Casting binder systems are used to make foundry mixes. Casting mixtures are used to make foundry dies (such as males and

15 moldes) que se usan para elaborar piezas coladas metálicas, particularmente piezas coladas de aluminio. 15 molds) that are used to make metal castings, particularly cast aluminum parts.

(2) Descripción de la Técnica Relacionada (2) Description of the Related Technique

En la industria de la fundición, uno de los procedimientos usados para elaborar piezas metálicas es la "colada en arena". En la colada en arena, se fabrican moldes y machos desechables con una mezcla de arena y un aglutinante orgánico o inorgánico. Las matrices de fundición se disponen en una unidad de colada, lo que da como resultado In the foundry industry, one of the procedures used to make metal parts is "sand casting". In sand casting, disposable molds and males are manufactured with a mixture of sand and an organic or inorganic binder. Casting dies are arranged in a casting unit, which results in

20 una cavidad en la que se vierte metal fundido. El aglutinante se necesita a fin de que los moldes y los machos no se desintegren cuando entren en contacto con el metal fundido. Después de que el metal fundido se vierta en la unidad de moldes y machos y se enfríe, la pieza metálica formada mediante el procedimiento se retira de la unidad. 20 a cavity in which molten metal is poured. The binder is needed so that the molds and the males do not disintegrate when they come into contact with the molten metal. After the molten metal is poured into the mold and male unit and cooled, the metal part formed by the process is removed from the unit.

Dos de los procedimientos de fabricación destacados usados en la colada en arena son los procedimientos sin cocción y de caja fría. En el procedimiento sin cocción, un catalizador de curado líquido se mezcla con un agregado Two of the outstanding manufacturing procedures used in sand casting are the uncooked and cold box procedures. In the uncooked process, a liquid curing catalyst is mixed with an aggregate.

25 y un aglutinante para formar una mezcla de fundición antes de conformar la mezcla en un modelo. La mezcla de fundición se conforma poniéndola en un modelo y dejándola curar hasta que sea autoportante y se pueda manejar. En el procedimiento de caja fría, un catalizador de curado gaseoso se hace pasar a través de una mezcla conformada (habitualmente en una caja de machos) del agregado y el aglutinante para curar la mezcla. 25 and a binder to form a foundry mixture before forming the mixture into a model. The foundry mixture is shaped by putting it on a model and letting it cure until it is self-supporting and can be handled. In the cold box process, a gaseous curing catalyst is passed through a formed mixture (usually in a male box) of the aggregate and the binder to cure the mixture.

El macho o el molde producido a partir del aglutinante debe mantener su precisión dimensional durante el vertido del The male or mold produced from the binder must maintain its dimensional accuracy during the pouring of the

30 metal, pero se debe desintegrar después de que el metal se enfríe, de modo que se pueda separar fácilmente de la pieza metálica formada durante el procedimiento de colada. Por otra parte, deben utilizarse medios que consumen mucho tiempo y emplean mucha mano de obra para descomponer (desmoldear) la arena aglutinada, de modo que la pieza metálica se pueda retirar de la unidad de colada. Esto es un problema particularmente con los machos internos, que están encajados en la unidad de colada y no se retiran fácilmente. Habitualmente, se aplica energía 30 metal, but it must disintegrate after the metal cools, so that it can be easily separated from the metal part formed during the casting process. On the other hand, time-consuming and labor-intensive means must be used to decompose (unmold) the agglutinated sand, so that the metal part can be removed from the casting unit. This is a problem particularly with the internal males, which are fitted in the casting unit and are not easily removed. Usually, energy is applied

35 mecánica a la pieza colada para facilitar la retirada. Si el macho no se descompone suficientemente durante la fase de solidificación y enfriamiento del metal, el macho es difícil de retirar y requiere un baloteo mecánico excesivo para retirarlo, o en casos extremos puede requerir cocción a temperaturas que superan 425°C durante períodos prolongados para degradar térmicamente el macho. Esto puede dar como resultado pérdidas de productividad sustanciales así como un uso de energía excesivo. 35 mechanical to the casting to facilitate removal. If the male does not decompose sufficiently during the solidification and cooling phase of the metal, the male is difficult to remove and requires excessive mechanical balotting to remove it, or in extreme cases it may require cooking at temperatures exceeding 425 ° C for prolonged periods. thermally degrade the male. This can result in substantial productivity losses as well as excessive energy use.

40 En la colada de hierro o acero, la temperatura de vertido es típicamente de alrededor de 1550°C. Estas altas temperaturas de vertido facilitan la descomposición del macho. Sin embargo, en el caso de metales ligeros tales como el aluminio, la descomposición del macho se dificulta debido a la temperatura de vertido relativamente baja del metal. Por ejemplo, el aluminio se vierte típicamente a una temperatura de alrededor de 725°C. No solo esta temperatura de vertido inferior no facilita la descomposición del macho, sino que la pieza colada de aluminio se 40 In iron or steel casting, the pouring temperature is typically around 1550 ° C. These high pouring temperatures facilitate the decomposition of the male. However, in the case of light metals such as aluminum, the decomposition of the male is hindered due to the relatively low pouring temperature of the metal. For example, aluminum is typically poured at a temperature of about 725 ° C. Not only does this lower pour temperature not facilitate the decomposition of the male, but the cast aluminum part is

45 enfría más rápidamente que una pieza colada de hierro de dimensiones similares, de modo que no se facilita tanto la descomposición del macho durante la fase de enfriamiento de la pieza colada. En vista de estas circunstancias, la retirada de machos es un problema común en la colada de aluminio, existe una necesidad de aglutinantes mejorados que produzcan machos, que no solo proporcionen buenos machos y piezas coladas, sino que den como resultado una buena retirada de los machos. 45 cools more quickly than a cast iron piece of similar dimensions, so that the decomposition of the male during the cooling phase of the cast piece is not so facilitated. In view of these circumstances, the removal of males is a common problem in aluminum casting, there is a need for improved binders that produce males, which not only provide good males and castings, but result in a good removal of the males

La Patente de EE. UU. 4.176.114 divulga una composición aglutinante de poli(alcohol furfurílico), que se mezcla en un agregado junto con un peróxido orgánico (preferiblemente peróxido de metil-etil-cetona, MEKP). La mezcla se conforma como un molde o macho y se gasifica con dióxido de azufre. El dióxido de azufre es oxidado por el peróxido y se genera un ácido fuerte, que polimeriza el poli(alcohol furfurílico) y endurece el molde. Este aglutinante se vende bajo el nombre comercial "INSTADRAW". El aglutinante proporciona machos que son fáciles de retirar de una pieza colada de aluminio. De hecho, los tiempos de retirada de los machos son significativamente menores que cuando se usan aglutinantes de caja fría de uretano fenólico para preparar los machos. U.S. Patent UU. 4,176,114 discloses a binder composition of poly (furfuryl alcohol), which is mixed in an aggregate together with an organic peroxide (preferably methyl ethyl ketone peroxide, MEKP). The mixture is shaped as a mold or male and gasified with sulfur dioxide. Sulfur dioxide is oxidized by peroxide and a strong acid is generated, which polymerizes poly (furfuryl alcohol) and hardens the mold. This binder is sold under the trade name "INSTADRAW". The binder provides males that are easy to remove from a cast aluminum part. In fact, the withdrawal times of the males are significantly shorter than when cold box binders of phenolic urethane are used to prepare the males.

No obstante, el aglutinante INSTADRAW tiene dos desventajas. En primer lugar, cuando el aglutinante se usaba realmente en una fundición, un revestimiento de poli(alcohol furfurílico) químicamente resistente se depositaba lentamente sobre las herramientas de la caja de machos. Este depósito era muy difícil de retirar y, si no se retiraba periódicamente, los machos se pegarían en las herramientas y se perjudicaría la precisión dimensional. En segundo lugar, el generador de radicales libres de peróxido de metil-etil-cetona (MEKP) tenía que manejarse como una parte separada, y sólo se podría transportar en recipientes pequeños. Esto constituye un riesgo para la seguridad si no se maneja apropiadamente. El catalizador de MEKP no era estable al almacenamiento cuando se combinaba con la resina de poli(alcohol furfurílico), y no se podía encontrar otro diluyente para la MEKP que fuera compatible con el sistema. Aunque este sistema todavía se comercializa, su desarrollo comercial se ha obstaculizado por estas desventajas. However, the INSTADRAW binder has two disadvantages. First, when the binder was actually used in a foundry, a chemically resistant poly (furfuryl alcohol) coating was slowly deposited on the tools in the male box. This deposit was very difficult to remove and, if not removed periodically, the males would stick to the tools and the dimensional accuracy would be impaired. Second, the methyl-ethyl ketone peroxide free radical generator (MEKP) had to be handled as a separate part, and could only be transported in small containers. This constitutes a security risk if not handled properly. The MEKP catalyst was not stable to storage when combined with the poly (furfuryl alcohol) resin, and no other diluent for MEKP could be found that was compatible with the system. Although this system is still commercialized, its commercial development has been hampered by these disadvantages.

La Patente de EE. UU. 4.518.723 divulga un aglutinante, que es una mezcla de una resina epoxídica aromática, tal como bisfenol-A-epoxi, combinada con un acrilato multifuncional, tal como triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), e hidroperóxido de cumeno. Esta composición se mezcla con un agregado inorgánico, p. ej. arena, se conforma y se gasifica con dióxido de azufre. Este uso de este aglutinante no da como resultado la formación de depósitos sobre las herramientas de la caja de machos durante la práctica real en una fundición, y era más seguro de usar que el aglutinante INSTADRAW debido a que el hidroperóxido de cumeno se podría diluir en la resina epoxídica para formar una solución estable al almacenamiento. Además, forma machos con una resistencia a la tracción mucho mayor con una variedad mayor de agregados inorgánicos. Este sistema aglutinante, conocido como aglutinantes ISOSET®, tiene éxito comercial y es vendido por Ashland Specialty Chemical Company. Aunque los machos elaborados con aglutinantes ISOSET tienen un desmoldeo más rápido en operaciones de colada de aluminio que los aglutinantes de caja fría de uretano fenólico, no tienen las características de desmoldeo rápido de los aglutinantes de poli(alcohol furfurílico). Por lo tanto, hay una necesidad de aglutinantes que produzcan machos con las características de desmoldeo rápido de machos elaborados con el aglutinante de poli(alcohol furfurílico), sin sacrificar las propiedades de tracción de los machos, la productividad o las características de funcionamiento limpias del sistema de epoxi/acrilato. U.S. Patent UU. 4,518,723 discloses a binder, which is a mixture of an aromatic epoxy resin, such as bisphenol-A-epoxy, combined with a multifunctional acrylate, such as trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), and cumene hydroperoxide. This composition is mixed with an inorganic aggregate, e.g. ex. sand, conforms and is gasified with sulfur dioxide. This use of this binder did not result in the formation of deposits on the tools of the male box during actual practice in a foundry, and was safer to use than the INSTADRAW binder because the cumene hydroperoxide could be diluted in the epoxy resin to form a storage stable solution. In addition, it forms males with a much greater tensile strength with a greater variety of inorganic aggregates. This binder system, known as ISOSET® binders, is commercially successful and is sold by Ashland Specialty Chemical Company. Although males made with ISOSET binders have a faster mold release in aluminum casting operations than phenolic urethane cold box binders, they do not have the rapid mold release characteristics of poly (furfuryl alcohol) binders. Therefore, there is a need for binders that produce males with the characteristics of rapid demoulding of males made with the polyfuryl alcohol binder, without sacrificing the tensile properties of the males, the productivity or the clean operating characteristics of the male. epoxy / acrylate system.

BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Los aglutinantes producen machos, que se descomponen (desmoldean) más fácilmente y se pueden retirar más rápidamente de la pieza colada. Esta ventaja es particularmente importante cuando las piezas coladas están hechas de metales ligeros. p. ej. aluminio. Esta mejora se obtiene sin afectar perjudicialmente a las propiedades de tracción del macho o la productividad. Binders produce males, which decompose (demould) more easily and can be removed more quickly from the casting. This advantage is particularly important when castings are made of light metals. p. ex. aluminum. This improvement is obtained without damaging the traction properties of the male or productivity.

Esta mejora es muy significativa desde un punto de vista comercial. La capacidad para retirar la arena del macho de una pieza colada en menos tiempo refuerza la productividad y reduce los costes de mano de obra, debido a que, para la mayoría de las moldeadoras de aluminio, el cuello de botella en la producción es la retirada del macho. This improvement is very significant from a commercial point of view. The ability to remove the sand from the male of a cast in less time reinforces productivity and reduces labor costs, because, for most aluminum molding machines, the production bottleneck is withdrawal of the male

Además, la calidad de las piezas coladas se mejora debido a que toda la arena procedente de los machos usados para elaborar la pieza colada puede retirarse de la pieza colada antes del uso. Muchas operaciones de colada, tales como automovilísticas y aeroespaciales, no pueden tolerar que ni siquiera un solo grano de arena permanezca en la pieza colada. Los aglutinantes de esta invención producen machos y moldes que se descomponen fácilmente, y permiten que la arena se retire rápidamente y limpiamente, no requiriendo taladrado, chorreado de arena, cepillado del polvo o poscocción a altas temperaturas. In addition, the quality of the castings is improved because all the sand from the males used to make the cast can be removed from the cast before use. Many casting operations, such as automobile and aerospace, cannot tolerate that even a single grain of sand remains in the casting. The binders of this invention produce males and molds that decompose easily, and allow the sand to be removed quickly and cleanly, not requiring drilling, sandblasting, dust brushing or high temperature postcooking.

Los aglutinantes de fundición se usan para elaborar mezclas de fundición. Las mezclas de fundición se usan para elaborar matrices de fundición, tales como machos y moldes, que se usan para elaborar piezas coladas metálicas. Casting binders are used to make foundry mixes. Casting mixes are used to make cast dies, such as males and molds, which are used to make metal castings.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS VARIAS VISTAS DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE SEVERAL VIEWS OF THE DRAWINGS

No Aplicable. Not applicable.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La descripción detallada y los ejemplos ilustrarán realizaciones específicas de la invención y permitirán a un experto en la técnica poner en práctica la invención, incluyendo el mejor modo. Se contempla que se puedan manejar muchas realizaciones equivalentes de la invención además de estas divulgadas específicamente. Todas las The detailed description and examples will illustrate specific embodiments of the invention and allow a person skilled in the art to practice the invention, including the best mode. It is contemplated that many equivalent embodiments of the invention can be handled in addition to these specifically disclosed. All

5 unidades están en el sistema métrico y todos los porcentajes con porcentajes en peso a menos que se especifique otra cosa. 5 units are in the metric system and all percentages with percentages by weight unless otherwise specified.

Con el propósito de describir esta invención, "resina epoxídica alifática" incluye un epóxido cicloalifático o alifáticocicloalifático mixto que tiene cualesquiera grupos alifáticos. La resina epoxídica alifática puede contener compuestos epoxídicos monoméricos mezclados con compuestos epoxídicos poliméricos. For the purpose of describing this invention, "aliphatic epoxy resin" includes a mixed cycloaliphatic or aliphatic cycloaliphatic epoxide having any aliphatic groups. The aliphatic epoxy resin may contain monomeric epoxy compounds mixed with polymeric epoxy compounds.

10 Las resinas epoxídica alifáticas más preferidas se representan mediante las siguientes fórmulas estructurales: 10 The most preferred aliphatic epoxy resins are represented by the following structural formulas:

donde "n" 1 y "m" es un número entero, típicamente de 1 a 4, preferiblemente de 2-3, o where "n" 1 and "m" is an integer, typically 1 to 4, preferably 2-3, or

donde "n" 1. where "n" 1.

15 R en las estructuras I y II es predominantemente de naturaleza alifática, pero puede contener una funcionalidad oxígeno así como grupos alifáticos-aromáticos mixtos. Típicamente, R se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo, grupos cicloalquilo, grupos alquilo-cicloalifáticos mixtos y grupos alquilo sustituidos, grupos cicloalquilo o grupos alquilo-cicloalifáticos, donde los sustituyentes incluyen, por ejemplo, grupos éter, carbonilo y carboxilo. R 15 in structures I and II is predominantly aliphatic in nature, but may contain oxygen functionality as well as mixed aliphatic-aromatic groups. Typically, R is selected from the group consisting of alkyl groups, cycloalkyl groups, mixed alkyl-cycloaliphatic groups and substituted alkyl groups, cycloalkyl groups or alkyl-cycloaliphatic groups, where the substituents include, for example, ether, carbonyl and carboxyl groups.

20 La funcionalidad epóxido de la resina epoxídica puede variar de 1,8 a 3,5, pero típicamente es igual o mayor que 2,0, más típicamente de 2,3 a 3,5. Particularmente preferidas son resinas epoxídicas alifáticas que tienen un peso medio por grupo epoxi de 100 a 300, preferiblemente de 120 a 250. The epoxy functionality of the epoxy resin may vary from 1.8 to 3.5, but typically it is equal to or greater than 2.0, more typically from 2.3 to 3.5. Particularly preferred are aliphatic epoxy resins having an average weight per epoxy group of 100 to 300, preferably 120 to 250.

Epóxidos alifáticos útiles incluyen éteres glicidílicos preparados a partir de polioles alifáticos útiles en esta invención, incluyendo éteres glicidílicos de trimetilolpropano, 1,4-butanodiol, neopentilglicol, bisfenol-A hidrogenado, 25 ciclohexanodimetanol, sorbitol, glicerina, hexanodiol, pentaeritritol, 2,5-bis(hidroximetil)tetrahidrofurano y similares. También se pueden usar éteres glicidílicos de polioles alifáticos que contienen insaturación, tales como 2-butinodiol. Compuestos epoxídicos cicloalifáticos que son útiles incluyen 3,4-epoxiciclohexanocarboxilato de 3,4epoxiciclohexilmetilo (ERL 4221 de Union Carbide), adipato de bis(3,4-epoxiciclohexilmetilo), 1,2-epoxi-4vinilciclohexano y similares. También son útiles epóxidos preparados a partir de epoxidación con perácidos de Useful aliphatic epoxides include glycidyl ethers prepared from aliphatic polyols useful in this invention, including glycidyl ethers of trimethylolpropane, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, bisphenol-A, hydrogenated cyclohexanedimethanol, sorbitol, glycerin, hexanodithol, penterenediol, peptide -bis (hydroxymethyl) tetrahydrofuran and the like. Glycidyl ethers of aliphatic polyols containing unsaturation, such as 2-butynediol, can also be used. Cycloaliphatic epoxy compounds that are useful include 3,4epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (ERL 4221 from Union Carbide), bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane and the like. Also useful are epoxides prepared from epoxidation with peracids of

30 hidrocarburos poliinsaturados. 30 polyunsaturated hydrocarbons.

El iniciador de radicales libres (c) es un peróxido y/o hidroperóxido. Ejemplos incluyen peróxidos de cetona, iniciadores de radicales libres de peroxiéster, óxidos, cloratos, percloratos y perbenzoatos de alquilo. Preferiblemente, sin embargo, el iniciador de radicales libres es un hidroperóxido o una mezcla de peróxido e hidroperóxido. Hidroperóxidos particularmente preferidos en la invención incluyen hidroperóxido de t-butilo, 35 hidroperóxido de cumeno, hidroperóxido de paramentano, etc. Los peróxidos orgánicos pueden ser peróxidos The free radical initiator (c) is a peroxide and / or hydroperoxide. Examples include ketone peroxides, peroxy ester free radical initiators, oxides, chlorates, perchlorates and alkyl perbenzoates. Preferably, however, the free radical initiator is a hydroperoxide or a mixture of peroxide and hydroperoxide. Particularly preferred hydroperoxides in the invention include t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, paracetane hydroperoxide, etc. Organic peroxides can be peroxides

aromáticos o alquílicos. Ejemplos de peróxidos de diacilo útiles incluyen peróxido de benzoílo, peróxido de lauroílo y peróxido de decanoílo. Ejemplos de peróxidos de alquilo incluyen peróxido de dicumilo y peróxido de di-t-butilo. aromatic or alkyl. Examples of useful diacyl peroxides include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide and decanoyl peroxide. Examples of alkyl peroxides include dicumyl peroxide and di-t-butyl peroxide.

Se pueden añadir hidroperóxido de cumeno y/o un acrilato multifuncional, tal como triacrilato de trimetilolpropano, a la resina epoxídica antes de mezclarla en el agregado de fundición. Opcionalmente, se pueden añadir un disolvente Cumene hydroperoxide and / or a multifunctional acrylate, such as trimethylolpropane triacrylate, can be added to the epoxy resin before mixing it in the foundry aggregate. Optionally, a solvent can be added

o disolventes para reducir la viscosidad del sistema o impartir otras propiedades al sistema aglutinante tales como resistencia a la humedad. Ejemplos de disolventes incluyen disolventes de hidrocarburo aromático, tales como ocresol, benceno, tolueno, xileno, etilbenceno y naftalenos; diluyentes epoxídicos reactivos, tales como éter glicidílico, or solvents to reduce the viscosity of the system or impart other properties to the binder system such as moisture resistance. Examples of solvents include aromatic hydrocarbon solvents, such as ocresol, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and naphthalenes; reactive epoxy diluents, such as glycidyl ether,

o un disolvente de éster, tal como adipato de dioctilo, éster metílico de semillas de colza, y similares, o mezclas de los mismos. Si se usa un disolvente, se debe usar suficiente disolvente de modo que la viscosidad resultante del componente de resina epoxídica sea menor de 1.000 centipoises, preferiblemente menor de 400 centipoises. or an ester solvent, such as dioctyl adipate, rapeseed methyl ester, and the like, or mixtures thereof. If a solvent is used, sufficient solvent should be used so that the resulting viscosity of the epoxy resin component is less than 1,000 centipoise, preferably less than 400 centipoise.

El monómero o polímero acrílico insaturado reactivo o la mezcla de los mismos (c) contiene enlaces etilénicamente insaturados. Ejemplos de tales materiales incluyen una variedad de acrilatos y metacrilatos monoméricos monofuncionales, difuncionales, trifuncionales, tetrafuncionales y pentafuncionales. Un listado representativo de estos monómeros incluye acrilatos de alquilo, resinas epoxídicas acrilatadas, acrilatos de cianoalquilo, metacrilatos de alquilo, metacrilatos de cianoalquilo y acrilatos monoméricos difuncionales. Otros acrilatos, que se pueden usar, incluyen triacrilato de trimetilolpropano, ácido metacrílico y metacrilato de 2-etilhexilo. The reactive unsaturated acrylic monomer or polymer or the mixture thereof (c) contains ethylenically unsaturated bonds. Examples of such materials include a variety of monofunctional, difunctional, trifunctional, tetrafunctional and pentafunctional monomeric acrylates and methacrylates. A representative list of these monomers includes alkyl acrylates, acrylated epoxy resins, cyanoalkyl acrylates, alkyl methacrylates, cyanoalkyl methacrylates and difunctional monomeric acrylates. Other acrylates, which can be used, include trimethylolpropane triacrylate, methacrylic acid and 2-ethylhexyl methacrylate.

Aunque no se requieren disolventes para la resina acrílica insaturada reactiva, se pueden usar. Disolventes típicos usados son generalmente disolventes polares, tales como ésteres dialquílicos líquidos, p. ej. ftalato de dialquilo del tipo divulgado en la Patente de EE. UU. 3.905.934, y otros ésteres dialquílicos tales como glutarato de dimetilo. También son disolventes útiles ésteres metílicos de ácidos grasos, particularmente éster metílico de semillas de colza. Disolventes aromáticos adecuados son benceno, tolueno, xileno, etilbenceno y mezclas de los mismos. Although solvents are not required for reactive unsaturated acrylic resin, they can be used. Typical solvents used are generally polar solvents, such as liquid dialkyl esters, e.g. ex. dialkyl phthalate of the type disclosed in US Pat. UU. 3,905,934, and other dialkyl esters such as dimethyl glutarate. Also useful are fatty acid methyl esters, particularly rapeseed methyl ester. Suitable aromatic solvents are benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and mixtures thereof.

Aunque los componentes se pueden añadir al agregado de fundición separadamente, es preferible reunir la resina de novolaca epoxídica y el iniciador de radicales libres como una Parte I y añadir al agregado de fundición en primer lugar. A continuación, se añade al agregado de fundición el material etilénicamente insaturado, como la Parte II, bien solo o bien junto con algo de la resina epoxídica. Although the components can be added to the foundry aggregate separately, it is preferable to combine the epoxy novolac resin and the free radical initiator as a Part I and add to the foundry aggregate first. The ethylenically unsaturated material, such as Part II, is then added to the foundry aggregate, either alone or together with some of the epoxy resin.

Típicamente, las cantidades de los componentes usados en el sistema aglutinante son de 20 a 70 por ciento en peso de resina epoxídica alifática, preferiblemente de 50 a 60 por ciento en peso; de 10 a 25 por ciento en peso de iniciador de radicales libres, preferiblemente de 15 a 20 por ciento en peso; y de 10 a 50 por ciento en peso de acrilato multifuncional, preferiblemente de 15 a 35 por ciento en peso, donde el porcentaje en peso se basa en 100 partes del sistema aglutinante. Typically, the amounts of the components used in the binder system are from 20 to 70 percent by weight of aliphatic epoxy resin, preferably from 50 to 60 percent by weight; from 10 to 25 percent by weight of free radical initiator, preferably from 15 to 20 percent by weight; and from 10 to 50 percent by weight of multifunctional acrylate, preferably from 15 to 35 percent by weight, where the percentage by weight is based on 100 parts of the binder system.

Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden añadir al agregado, o la mezcla de fundición, otros aditivos tales como silanos, siliconas, prolongadores de la vida útil ("bench life"), agentes de liberación, antiespumantes, agentes humectantes, etc. Los aditivos particulares elegidos dependerán de los propósitos específicos del aglutinante. It will be apparent to those skilled in the art that other additives such as silanes, silicones, life extensions ("bench life"), release agents, defoamers, wetting agents, can be added to the aggregate, or the foundry mixture. etc. The particular additives chosen will depend on the specific purposes of the binder.

Diversos tipos de agregado y cantidades de aglutinante se usan para preparar mezclas de fundición mediante métodos conocidos en la técnica. Se pueden preparar matrices normales, matrices para colada de precisión y matrices refractarias usando los sistemas aglutinantes y el agregado apropiado. La cantidad de aglutinante y el tipo de agregado usados son conocidos para los expertos en la técnica. El agregado preferido empleado para preparar mezclas de fundición es arena en la que al menos aproximadamente 70 por ciento en peso, y preferiblemente al menos aproximadamente 85 por ciento en peso, de la arena es sílice. Otros materiales para agregados adecuados para matrices de fundición normales incluyen circón, olivino, aluminosilicato, arenas de cromita y similares. Various types of aggregate and amounts of binder are used to prepare foundry mixtures by methods known in the art. Normal matrices, precision casting matrices and refractory matrices can be prepared using the binder systems and the appropriate aggregate. The amount of binder and the type of aggregate used are known to those skilled in the art. The preferred aggregate used to prepare foundry mixtures is sand in which at least about 70 percent by weight, and preferably at least about 85 percent by weight, of the sand is silica. Other materials for aggregates suitable for normal foundry dies include zircon, olivine, aluminosilicate, chromite sands and the like.

En aplicaciones de fundición de tipo arena normales, la cantidad de aglutinante generalmente no es mayor de aproximadamente 10% en peso y frecuentemente está dentro del intervalo de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 7% en peso basado en el peso del agregado. Lo más a menudo, el contenido de aglutinante para matrices de fundición de arena normales varía de aproximadamente 0,6% a aproximadamente 5% en peso basado en el peso del agregado en matrices de fundición de tipo arena normales. In normal sand casting applications, the amount of binder is generally not more than about 10% by weight and is often within the range of about 0.5% to about 7% by weight based on the weight of the aggregate. Most often, the binder content for normal sand casting dies varies from about 0.6% to about 5% by weight based on the weight of the aggregate in normal sand casting dies.

La mezcla de fundición se moldea en la conformación deseada mediante apisonado, soplado u otros métodos conocidos para elaborar machos y moldes de fundición. A continuación, el modelo se cura casi instantáneamente mediante el procedimiento de caja fría, usando dióxido de azufre en forma de vapor como el agente de curado (lo más típicamente una combinación de nitrógeno, como un portador, y dióxido de azufre que contiene de 35 por ciento en peso a 65 por ciento en peso de dióxido de azufre), descrito en las Patentes de EE. UU. 4.526.219 y 4.518.723, que son incorporadas por la presente mediante referencia. El artículo conformado se expone preferiblemente a cantidades catalíticas eficaces de dióxido de azufre en forma de vapor al 100 por cien, aunque también se pueden usar cantidades menores de un gas portador. El tiempo de exposición de la mezcla de arena al gas es típicamente de 0,5 a 3 segundos. Aunque el modelo de fundición se cura después de gasificar con dióxido de azufre, se necesita el secado al horno si el modelo de fundición está revestido con un revestimiento refractario. The foundry mixture is molded into the desired conformation by tamping, blowing or other known methods for making male and foundry molds. Next, the model is cured almost instantaneously by the cold box process, using sulfur dioxide in the form of steam as the curing agent (most typically a combination of nitrogen, such as a carrier, and sulfur dioxide containing 35 weight percent to 65 weight percent sulfur dioxide), described in US Pat. UU. 4,526,219 and 4,518,723, which are hereby incorporated by reference. The shaped article is preferably exposed to effective catalytic amounts of sulfur dioxide in the form of 100 percent steam, although smaller amounts of a carrier gas can also be used. The exposure time of the sand mixture to the gas is typically 0.5 to 3 seconds. Although the smelting model is cured after gasification with sulfur dioxide, oven drying is necessary if the smelting model is coated with a refractory lining.

El macho y/o el molde se puede formar en una unidad. Opcionalmente, cuando se elaboran piezas coladas, el macho y/o el molde se puede revestir con un revestimiento refractario basado en agua y secarse posteriormente. A continuación, el artículo está listo para ser manejado para un procesamiento adicional. The male and / or the mold can be formed in one unit. Optionally, when casting pieces are made, the male and / or the mold can be coated with a water based refractory liner and subsequently dried. Next, the article is ready to be handled for further processing.

5 ABREVIATURAS 5 ABBREVIATIONS

Las abreviaturas usadas en los ejemplos son como sigue: The abbreviations used in the examples are as follows:

CHP hidroperóxido de cumeno (9,0% de oxígeno activo). CHP cumene hydroperoxide (9.0% active oxygen).

BPA GE una resina epoxídica aromática derivada de bisfenol-A y éter glicidílico, que tiene un EEW aproximado de 188. BPA GE an aromatic epoxy resin derived from bisphenol-A and glycidyl ether, which has an approximate EEW of 188.

10 DOA adipato de dioctilo, un disolvente de éster. 10 DOA dioctyl adipate, an ester solvent.

EEW peso equivalente de epóxido. EEW epoxy equivalent weight.

EPALLOY 5000 una resina epoxídica cicloalifática, que se prepara hidrogenando éter glicidílico de bisfenol-A, fabricada por CVC Specialty Chemicals. EPALLOY 5000 is a cycloaliphatic epoxy resin, which is prepared by hydrogenating bisphenol-A glycidyl ether, manufactured by CVC Specialty Chemicals.

ERL-4221 una resina epoxídica alifática, 3,4-epoxiciclohexanocarboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetilo, 15 fabricada por Union Carbide. ERL-4221 an aliphatic epoxy resin, 3,4-epoxycyclohexylcarboxylate 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, manufactured by Union Carbide.

ERISYS GE-30 una resina epoxídica alifática preparada haciendo reaccionar trimetilolpropano y éter glicidílico, fabricada por CVC Specialty Chemicals. ERISYS GE-30 an aliphatic epoxy resin prepared by reacting trimethylolpropane and glycidyl ether, manufactured by CVC Specialty Chemicals.

HI-SOL 15 disolvente aromático. HI-SOL 15 aromatic solvent.

RA agente de liberación. RA release agent.

20 SCA agente de acoplamiento de silano. 20 SCA silane coupling agent.

TMPTA triacrilato de trimetilolpropano, un monómero insaturado. TMPTA trimethylolpropane triacrylate, an unsaturated monomer.

EJEMPLOS EXAMPLES

Aunque la invención se ha descrito con referencia a una realización preferida, los expertos en la técnica entenderán que se pueden realizar diversos cambios y los elementos se pueden sustituir por equivalentes de los mismos sin 25 apartarse del alcance de la invención. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o un material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se entiende que la invención no se limita a la realización particular divulgada como el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención, sino que la invención incluirá todas las realizaciones que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En esta solicitud, todas las unidades están en el sistema métrico Although the invention has been described with reference to a preferred embodiment, those skilled in the art will understand that various changes can be made and the elements can be substituted for equivalents thereof without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications can be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Therefore, it is understood that the invention is not limited to the particular embodiment disclosed as the best mode contemplated for carrying out this invention, but that the invention will include all embodiments that are within the scope of the appended claims. In this application, all units are in the metric system

30 y todas las cantidades y porcentajes son en peso, a no ser que se indique expresamente otra cosa. 30 and all amounts and percentages are by weight, unless expressly stated otherwise.

Los componentes de la Parte I y la Parte II del aglutinante se combinaron durante 3 minutos usando un mezclador de arena Hobart. Se prepararon machos de prueba añadiendo 0,8 por ciento en peso del aglutinante (la Parte I se añadía en primer lugar) a 2000 gramos de arena de sílice Badger 5574, de modo que la relación de la Parte I/Parte II fuera 1:1, soplando la mezcla a 2,76 bar (40 psi), usando una unidad de soplado de machos Gaylord MTB-3, The components of Part I and Part II of the binder were combined for 3 minutes using a Hobart sand mixer. Test males were prepared by adding 0.8 percent by weight of the binder (Part I was added first) to 2000 grams of Badger 5574 silica sand, so that the ratio of Part I / Part II was 1: 1, blowing the mixture at 2.76 bar (40 psi), using a Gaylord MTB-3 male blower unit,

35 gasificándola con dióxido de azufre al 50% en nitrógeno durante 1,5 segundos, y a continuación purgando con aire durante 10 segundos. Se usaron machos con forma de "hueso de perro" para probar las resistencias a la tracción de los machos y se usaron machos "cuneiformes" o "trapezoidales" para probar el desmoldeo de los machos. Se dejó que los machos se poscuraran a temperatura ambiente durante 24 horas antes de la prueba. 35 by gassing with 50% sulfur dioxide in nitrogen for 1.5 seconds, and then purging with air for 10 seconds. "Dog bone" shaped males were used to test the tensile strengths of the males and "cuneiform" or "trapezoidal" males were used to test the demoulding of the males. Males were allowed to posture at room temperature for 24 hours before the test.

La base del macho de prueba trapezoidal simétrico mide 10,2 cm (4"), la altura es 12,7 cm (5") y la parte superior The base of the symmetric trapezoidal test male measures 10.2 cm (4 "), the height is 12.7 cm (5") and the top

40 tiene 4,4 cm (1,75") de ancho. El macho tiene un grosor uniforme de 3,8 cm (1,5"). Extendiéndose desde el plano del fondo y el plano superior hay dos y un cilindros de 2,5 cm (1") de altura con un diámetro de 1,9 cm (0,75"), respectivamente. La separación de los cilindros que se extienden desde el plano inferior es 5,7 cm (2,25"), de centro a centro. Estas "huellas del macho" mantienen el macho en su lugar en el molde, de modo que resulta un grosor de la pared de la pieza colada uniforme de 0,6 cm (0,25"). 40 is 4.4 cm (1.75 ") wide. The male has a uniform thickness of 3.8 cm (1.5"). Extending from the bottom plane and the top plane are two and one cylinders 2.5 cm (1 ") high with a diameter of 1.9 cm (0.75"), respectively. The separation of the cylinders that extend from the lower plane is 5.7 cm (2.25 "), from center to center. These" male footprints "hold the male in place in the mold, so that a wall thickness of the uniform casting piece of 0.6 cm (0.25 ").

Los machos de prueba se usaron como machos internos para elaborar una pieza colada de aluminio. Un macho de prueba se puso en la mitad inferior de un molde de arena diseñado para la colocación del macho de prueba. A continuación, la mitad superior del molde, que contenía un canal a través del cual se podía verter metal, se insertó sobre la mitad inferior. The test males were used as internal males to make a cast aluminum piece. A test male was placed in the lower half of a sand mold designed for placement of the test male. Next, the upper half of the mold, which contained a channel through which metal could be poured, was inserted over the lower half.

5 Aluminio 319 fundido que tenía una temperatura de 730°C se vertió en la unidad de colada y a continuación se dejó enfriar. La pieza colada de aluminio resultante era un trapezoide hueco que tenía un grosor de 0,6 cm (0,25"). Hay un agujero de 1,9 cm (0,75") en el centro de la cara extrema superior del trapezoide y dos agujeros en la cara extrema inferior de la pieza colada. 5 Cast aluminum 319 having a temperature of 730 ° C was poured into the casting unit and then allowed to cool. The resulting cast aluminum piece was a hollow trapezoid that was 0.6 cm (0.25 ") thick. There is a 1.9 cm (0.75") hole in the center of the upper end face of the trapezoid. and two holes in the lower end face of the casting.

Una cara de la pieza colada tenía un bloque de 2,5 cm x 2,5 cm x 2,5 cm (2" x 2" x 2") de metal que sobresalía de One face of the cast piece had a 2.5 cm x 2.5 cm x 2.5 cm (2 "x 2" x 2 ") block of metal protruding from

10 ella que se usa para unir la pieza colada de aluminio al martillo Herschal durante la prueba de desmoldeo. Las pruebas de desmoldeo se efectuaron a temperatura ambiente (frío) uniendo la pieza colada de aluminio a un martillo Herschal mecánico de 2,76 bar (40 psi) hasta el saliente en la pieza colada trapezoidal de prueba. El martillo Herschal aplicaba presión sobre la pieza colada a intervalos de 15 segundos hasta que el macho interno se retiraba de la pieza colada de aluminio a través de los orificios del macho de prueba. La cantidad de arena que sale de la 10 It is used to attach the cast aluminum part to the Herschal hammer during the demolding test. The demolding tests were carried out at room temperature (cold) by joining the cast aluminum part to a mechanical Herschal hammer of 2.76 bar (40 psi) to the projection in the trapezoidal casting test piece. The Herschal hammer applied pressure on the casting at intervals of 15 seconds until the inner tap was removed from the cast aluminum through the holes of the test plug. The amount of sand that comes out of the

15 pieza colada desde el orificio de la cara de 3,8 cm (1,5") de la pieza colada trapezoidal se midió cada 15 segundos. La cantidad de arena que se vierte desde el orificio inferior se calcula para cada intervalo. La prueba se detiene si toda la arena del macho se retira antes de 120 segundos. 15 cast piece from the hole of the 3.8 cm (1.5 ") face of the trapezoidal cast piece was measured every 15 seconds. The amount of sand poured from the bottom hole is calculated for each interval. The test it stops if all the male's sand is removed before 120 seconds.

Ejemplo Comparativo A Comparative Example A

(Uso de una resina epoxídica aromática) (Use of an aromatic epoxy resin)

20 Se preparó un sistema aglutinante de dos partes, descrito como sigue. 20 A two part binder system was prepared, described as follows.

Parte I: Part I:

BPA GE 65% BPA GE 65%

CHP 35 CHP 35

Parte II: Part II:

BPA GE 49,73% BPA GE 49.73%

TMPTA 42,32 TMPTA 42.32

Disolvente Aromático 3,5 Aromatic Solvent 3.5

Disolvente de Éster 3,5 Ester Solvent 3.5

Agente de liberación 0,4 0.4 release agent

Agente de acoplamiento de silano 0,55 Silane Coupling Agent 0.55

Se añaden 19,2 gramos de la Parte I y 12,8 gramos de la Parte II a 4000 gramos de arena de sílice Badger 5574. Los componentes se mezclan durante 4 minutos en un mezclador Hobart. La mezcla de arena/resina mezclada a fondo se sopla a continuación en un molde y se gasifica 1 segundo con nitrógeno/SO2 50/50, seguido por una purga de aire de 10 segundos. A continuación, el macho endurecido se retira y se deja envejecer durante 24 horas. La 19.2 grams of Part I and 12.8 grams of Part II are added to 4000 grams of Badger 5574 silica sand. The components are mixed for 4 minutes in a Hobart mixer. The thoroughly mixed sand / resin mixture is then blown into a mold and gassed 1 second with 50/50 nitrogen / SO2, followed by a 10 second air purge. Then, the hardened male is removed and allowed to age for 24 hours. The

25 resistencia a la tracción del macho a las 24 horas era 9,10 bar (132 psi). A continuación, el macho se introdujo en un molde y se vierte en la unidad aluminio fundido a aproximadamente 730°C. Después de 20 minutos, la pieza colada de aluminio, que contiene el interior del macho parcialmente descompuesto, se retira del molde y se pone en un agitador Herschel. La pieza colada se pesa a los intervalos previamente indicados, y se calcula el porcentaje de arena que permanece en cada intervalo. Después de 120 segundos, 85% de la arena se retiraba de la pieza colada. The tensile strength of the male at 24 hours was 9.10 bar (132 psi). Next, the male was introduced into a mold and poured into the cast aluminum unit at approximately 730 ° C. After 20 minutes, the cast aluminum part, which contains the inside of the partially decomposed male, is removed from the mold and placed on a Herschel agitator. The cast is weighed at the intervals indicated above, and the percentage of sand that remains in each interval is calculated. After 120 seconds, 85% of the sand was removed from the casting.

30 Ejemplo 1 30 Example 1

(Uso de resina epoxídica alifática/Erisys GE-30) (Use of aliphatic epoxy resin / Erisys GE-30)

Se preparó un sistema aglutinante de dos partes, descrito como sigue. A two part binder system was prepared, described as follows.

Parte I: Part I:

Erisys GE-30 70% CHP 30 Erisys GE-30 70% CHP 30

Parte II: Part II:

TMPTA 50,0% Erisys GE-30 49,6 Silano A-187 0,4 TMPTA 50.0% Erisys GE-30 49.6 Silane A-187 0.4

Se añadieron 16 gramos de la Parte I y 16 gramos de la Parte II a 4000 gramos de arena Badger 5574. Se preparó un macho de prueba como en el Ejemplo 1. La resistencia a la tracción después de 24 horas era 8,82 bar (128 psi). Las propiedades de desmoldeo del macho se probaron como en el Ejemplo 1. Después de 30 segundos, 100% de la 16 grams of Part I and 16 grams of Part II were added to 4000 grams of Badger 5574 sand. A test male was prepared as in Example 1. Tensile strength after 24 hours was 8.82 bar ( 128 psi). The release properties of the male were tested as in Example 1. After 30 seconds, 100% of the

5 arena del macho de había desmoldeado de la pieza colada. En comparación, en el Ejemplo Comparativo A, solo 40% de la arena se retiraba en 30 segundos. 5 sand of the male had been unmold from the cast. In comparison, in Comparative Example A, only 40% of the sand was removed in 30 seconds.

Ejemplo 2 (Uso de resina epoxídica alifática/Epalloy 5000) Example 2 (Use of aliphatic epoxy resin / Epalloy 5000)

Se preparó un aglutinante de dos partes. A two part binder was prepared.

Parte I: Part I:

Epalloy 5000 65% CHP 35 Epalloy 5000 65% CHP 35

Parte II: Part II:

TMPTA 50,0% Erisys GE-30 49,6 Silano A-187 0,4 TMPTA 50.0% Erisys GE-30 49.6 Silane A-187 0.4

10 Se añadieron 16 gramos de la Parte I y 16 gramos de la Parte II a 4000 gramos de arena Badger 5574. Se preparó un macho de prueba como en el ejemplo 1. La resistencia a la tracción después de 24 horas era 9,03 bar (131 psi). El macho de prueba se evaluó como en el Ejemplo 1. En 5 segundos, 100% de la arena se había desmoldeado de la pieza colada. En contraste, en el Ejemplo Comparativo A, solo 8% de la arena se retiraba después de 5 segundos. 15 Ejemplo 3 (Uso de resina epoxídica alifática/ERL 4221) 10 16 grams of Part I and 16 grams of Part II were added to 4000 grams of Badger 5574 sand. A test male was prepared as in Example 1. Tensile strength after 24 hours was 9.03 bar (131 psi). The test male was evaluated as in Example 1. In 5 seconds, 100% of the sand had been demoulded from the casting. In contrast, in Comparative Example A, only 8% of the sand was removed after 5 seconds. 15 Example 3 (Use of aliphatic epoxy resin / ERL 4221)

Se preparó un sistema aglutinante de dos partes. A two part binder system was prepared.

Parte I: Part I:

ERL 4221 70% CHP 30 ERL 4221 70% CHP 30

(continuación) (continuation)

Parte II: Part II:

TMPTA 49,40% TMPTA 49.40%

Epalloy 5000 25. Epalloy 5000 25.

ERL 4221 25 ERL 4221 25

Silano A-187 0,6 Silane A-187 0.6

Se mezclaron 16 gramos de la Parte I y 16 gramos de la Parte II en 4000 gramos de arena Badger 5574. Se preparó un macho de prueba como en el Ejemplo 1 y se evaluó como se describe previamente. La resistencia a la tracción 5 después de 24 horas era 9,52 bar (138 psi). En 30 segundos, 100% de la arena se retiraba de la pieza colada. 16 grams of Part I and 16 grams of Part II were mixed in 4000 grams of Badger 5574 sand. A test male was prepared as in Example 1 and evaluated as previously described. Tensile strength 5 after 24 hours was 9.52 bar (138 psi). In 30 seconds, 100% of the sand was removed from the casting.

Ejemplo Comparativo B Comparative Example B

(Comparación con un aglutinante comercial) (Comparison with a commercial binder)

Se evaluó un sistema de caja fría de uretano fenólico curado con amina de dos partes. Este sistema, conocido como aglutinante ISOCURE® 393N/693N (vendido por Ashland Specialty Chemicals, una división de Ashland Inc.), estaba 10 diseñado específicamente para aplicaciones de aluminio y se considera que es uno de los mejores sistemas curados con amina para este propósito. A two-part amine cured phenolic urethane cold box system was evaluated. This system, known as ISOCURE® 393N / 693N binder (sold by Ashland Specialty Chemicals, a division of Ashland Inc.), was specifically designed for aluminum applications and is considered to be one of the best amine cured systems for this purpose. .

En un mezclador, se añadieron 17,6 gramos de ISOCURE® 393 y 14,4 gramos de ISOCURE® 693 a 4000 gramos de arena Badger 5574. La arena se mezcló a fondo y la mezcla se sopló en el molde como se describe previamente, pero se gasifica 1,5 segundos con una corriente de trietilamina/aire. Un macho de prueba se preparó como en el In a mixer, 17.6 grams of ISOCURE® 393 and 14.4 grams of ISOCURE® 693 were added to 4000 grams of Badger 5574 sand. The sand was thoroughly mixed and the mixture was blown into the mold as previously described, but 1.5 seconds is gasified with a triethylamine / air stream. A test male was prepared as in the

15 Ejemplo 1 y se evaluó como se describe previamente. La resistencia a la tracción después de 24 horas era 10,34 bar (150 psi). Después de 120 segundos, se retiraba 94% de la arena. Example 1 and was evaluated as previously described. Tensile strength after 24 hours was 10.34 bar (150 psi). After 120 seconds, 94% of the sand was removed.

La Tabla I resume los datos de las pruebas de tracción y las pruebas de desmoldeo efectuadas sobre machos elaborados a partir de los aglutinantes de los Ejemplos Comparativos A y B, y los Ejemplos 1-3. Table I summarizes the data of the tensile tests and the demolding tests performed on males made from the binders of Comparative Examples A and B, and Examples 1-3.

Tabla I (Resumen de datos relacionados con el tiempo para desmoldear 100% de la arena de la pieza colada 20 de prueba) Table I (Summary of data related to the time to unmold 100% of the sand from the test piece 20)

Ejemplo Example
Resistencia a la Tracción [bar (psi)] después de 24 horas Tiempo de Desmoldeo (segundos) Tensile Strength [bar (psi)] after 24 hours Release Time (seconds)

A TO
9,10 (132) >120 (solo 85% de la arena desmoldeada después de 120 segundos) 9.10 (132) > 120 (only 85% of the sand unmoulded after 120 seconds)

1 one
8,83 (128) 30 8.83 (128) 30

2 2
9,03 (131) 5 9.03 (131) 5

3 3
9,52 (138) 30 9.52 (138) 30

B B
10,34 (150) >120 (solo 94% de la arena se retiraba después de 120 segundos) 10.34 (150) > 120 (only 94% of the sand was removed after 120 seconds)

Los datos de la Tabla I muestran claramente la mejora en el desmoldeo de machos, que resulta cuando se usa una resina epoxídica alifática para formular el aglutinante. Esta mejora es muy significativa desde un punto de vista comercial. La capacidad para retirar la arena del macho de un pieza colada en menos de 1/10 del tiempo ahora The data in Table I clearly show the improvement in male demoulding, which results when an aliphatic epoxy resin is used to formulate the binder. This improvement is very significant from a commercial point of view. The ability to remove the sand from the male of a cast piece in less than 1/10 of the time now

25 requerido con la tecnología actual es de enorme importancia, particularmente con respecto a la colada de piezas de aluminio. El tiempo y la mano de obra se reducen significativamente, reforzando la productividad, debido a que, para la mayoría de las moldeadoras de aluminio, el cuello de botella es el tiempo de desmoldeo. 25 required with current technology is of enormous importance, particularly with regard to the casting of aluminum parts. Time and labor are significantly reduced, reinforcing productivity, because, for most aluminum molding machines, the bottleneck is the time of demolding.

Además, la calidad de las piezas coladas se mejora mucho debido a que toda la arena procedente de los machos usados para elaborar la pieza colada se puede retirar de la pieza colada antes de usar. Muchas aplicaciones de 30 colada, tales como automovilísticas y aeroespaciales, tienen tolerancias muy estrictas y bajas para la arena residual In addition, the quality of the castings is greatly improved because all the sand from the males used to make the cast can be removed from the cast before use. Many 30 casting applications, such as automotive and aerospace, have very strict and low tolerances for residual sand.

en la pieza colada. Los aglutinantes de esta invención producen machos y moldes que se descomponen fácilmente, y permiten que la arena se retire rápidamente y limpiamente, no requiriendo taladrado, chorreo de arena, cepillado de polco o poscocción a altas temperaturas. in the cast piece. The binders of this invention produce males and molds that decompose easily, and allow the sand to be removed quickly and cleanly, not requiring drilling, sandblasting, polishing or postcooling at high temperatures.

Claims (9)

REIVINDICACIONES 1. Un sistema aglutinante de fundición, que se curará en presencia de dióxido de azufre y un iniciador de radicales libres, que comprende: 1. A foundry binder system, which will be cured in the presence of sulfur dioxide and a free radical initiator, comprising: (a) de 20 a 70 partes en peso de una resina epoxídica cicloalifática o una resina epoxídica alifática-cicloalifática 5 mixta; (a) from 20 to 70 parts by weight of a cycloaliphatic epoxy resin or a mixed aliphatic-cycloaliphatic epoxy resin;
(b)(b)
de 10 a 50 partes en peso de un monómero de acrilato monomérico; y  from 10 to 50 parts by weight of a monomeric acrylate monomer; Y
(c)(C)
una cantidad eficaz de peróxido,  an effective amount of peroxide,
donde (a), (b) y (c) son componentes separados o están mezclados con otros de dichos componentes, con tal de que (b) no esté mezclado con (c), y donde dichas partes en peso se basan en 100 partes de aglutinante. where (a), (b) and (c) are separate components or are mixed with other of said components, provided that (b) is not mixed with (c), and where said parts by weight are based on 100 parts of binder. 10 2. El sistema aglutinante según la reivindicación 1, en el que la resina epoxídica comprende una resina epoxídica representada por la siguiente fórmula estructural: The binder system according to claim 1, wherein the epoxy resin comprises an epoxy resin represented by the following structural formula: donde n 1 y m es un número entero de 1 a 4. where n 1 and m is an integer from 1 to 4.
3. El sistema aglutinante según la reivindicación 1, en el que la resina epoxídica comprende una resina epoxídica 15 representada por la siguiente fórmula estructural: 3. The binder system according to claim 1, wherein the epoxy resin comprises an epoxy resin 15 represented by the following structural formula: donde "R" es un sustituyente predominantemente alifático y donde n 1. where "R" is a predominantly aliphatic substituent and where n 1. 4. El sistema aglutinante según la reivindicación 2 o 3,, en el que la resina epoxídica tiene un peso equivalente de epóxido de aproximadamente 100 a aproximadamente 300. 4. The binder system according to claim 2 or 3, wherein the epoxy resin has an epoxide equivalent weight of about 100 to about 300.
20 5. El sistema aglutinante según la reivindicación 4, en el que el acrilato es un monómero y el monómero es triacrilato de trimetilolpropano y el peróxido es un hidroperóxido. The binder system according to claim 4, wherein the acrylate is a monomer and the monomer is trimethylolpropane triacrylate and the peroxide is a hydroperoxide.
6.6.
El sistema aglutinante según la reivindicación 5, en el que el hidroperóxido es hidroperóxido de cumeno.  The binder system according to claim 5, wherein the hydroperoxide is cumene hydroperoxide.
7.7.
El sistema aglutinante según la reivindicación 1, en el que el monómero de acrilato monomérico es un acrilato/metacrilato difuncional, trifuncional, tetrafuncional o pentafuncional.  The binder system according to claim 1, wherein the monomeric acrylate monomer is a difunctional, trifunctional, tetrafunctional or pentafunctional acrylate / methacrylate.
25 8. Una mezcla de fundición que comprende: 25 8. A foundry mixture comprising:
(a)(to)
una cantidad principal de agregado de fundición;  a major amount of foundry aggregate;
(b)(b)
una cantidad aglutinante eficaz del sistema aglutinante de fundición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a  an effective binder amount of the casting binder system according to any one of claims 1 to
6. 6. 9. Un procedimiento de caja fría para preparar un modelo de fundición que comprende: 30 (a) introducir la mezcla de fundición según la reivindicación 8 en un modelo; y 9. A cold box method for preparing a casting model comprising: (a) introducing the casting mix according to claim 8 into a model; Y (b) curar con dióxido de azufre gaseoso. (b) cure with gaseous sulfur dioxide.
10.10.
Una matriz de fundición obtenible mediante el procedimiento según la reivindicación 9.  A foundry die obtainable by the method according to claim 9.
11.eleven.
Un procedimiento para colar un artículo metálico que comprende:  A method for casting a metallic article comprising:
(a)(to)
fabricar una matriz de fundición no revestida según el procedimiento de la reivindicación 9;  manufacturing an uncoated cast iron matrix according to the method of claim 9;
(b)(b)
verter dicho metal mientras está en estado líquido en dicha matriz de fundición revestida; y  pouring said metal while in a liquid state in said coated cast iron matrix; Y
(c)(C)
dejar que dicho metal se enfríe y se solidifique; y  allow said metal to cool and solidify; Y
(d)(d)
a continuación, separar el artículo moldeado.  Then separate the molded article.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2046518B1 (en) * 2006-07-06 2017-06-14 ASK Chemicals L.P. Process for preparing erosion resistant foundry shapes with an epoxy-acrylate cold-box binder
US20120014833A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Woodson Wayne D Free radical initiator compositions containing t-butyl hydroperoxide and their use
CN104084522B (en) * 2014-06-13 2016-07-06 吴江市液铸液压件铸造有限公司 A kind of moulding sand for casting and preparation method thereof
DE102014110826A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Method for casting castings
DE102016203313A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Binder system for producing a slurry and component made with the slurry
US10610923B2 (en) 2017-01-23 2020-04-07 Novis Works, LLC Foundry mix including resorcinol
US11981807B2 (en) * 2020-03-30 2024-05-14 ASK Chemicals LLC Mold release agent for metal casting, containing pinene epoxide and/or decene-1 oxide

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3905934A (en) 1974-05-23 1975-09-16 Ashland Oil Inc Phenolic resin-polyisocyanate binder systems containing dialkyl phthalate solvents
US4176114A (en) 1978-01-24 1979-11-27 C L Industries, Inc. Process for manufacturing sand cores or molds
US4526219A (en) 1980-01-07 1985-07-02 Ashland Oil, Inc. Process of forming foundry cores and molds utilizing binder curable by free radical polymerization
US4806576A (en) * 1982-08-05 1989-02-21 Ashland Oil, Inc. Curable epoxy resin compositions and use in preparing formed, shaped, filled bodies
US4518723A (en) 1982-08-05 1985-05-21 Cl Industries, Inc. Curable epoxy resin compositions and use in preparing formed, shaped, filled bodies
US4876294A (en) * 1988-09-13 1989-10-24 Ashland Oil, Inc. Foundry binder systems based upon acrylated epoxy resins and epoxy resins
US4974659A (en) * 1989-10-02 1990-12-04 Ashland Oil, Inc. Cold box process for preparing foundry shapes which use acrylated epoxy resins

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